4.IL-8的生物学活性
(1)趋化和激活中性粒细胞:IL-8的这种效应无明显种属特性。动物腹腔或静脉注射IL-8可引起外周血中性粒细胞数量的增加。IL-8可使中性粒细胞外形改变,促进其脱颗粒,激活中性粒细胞并使其产生呼吸爆发(respiratory burst)、释放超氧化物(O2-、H2O2)和溶酶体酶。局部注射IL-8可趋化中性粒细胞,并刺激中性粒细胞产生白三烯B4(LTB4)而使皮下血浆渗出,IL-8还能诱导中性粒细胞上调Macl抗原(CD11b/CD18)的表达,促进中性粒细胞粘附到内皮细胞和内皮细胞下的基质蛋白。
(2)趋化嗜碱性粒细胞,并刺激其释放组织胺,可能与速发型超敏反应的发生有关。此外,还可刺激GM-CSF或IL-5预先处理的嗜酸性粒细胞的脱颗粒作用。
(3)趋化T淋巴细胞:可趋化部分静止的CD4+或CD8+T细胞,这种趋化作用需要单核细胞的同时存在。局部注射IL-8可使局部和引流区淋巴结T细胞明显增多。IL-8还可明显趋化IL-2活化和NK细胞。
(4)IL-8是角化细胞的复合促有丝分裂原(co-mitogen),也是黑素瘤细胞的自分泌生长因子。
5.IL-8与临床 目前关于IL-8与疾病的关系的研究仅仅开始。已发现牛皮癣皮屑中和类风湿性关节炎关节滑液中含有IL-8,IL-8可诱导中性粒细胞产生软骨降解酶,引起关节组织损伤,皮质激素能抑制非特异性炎症可能与抑制IL-8的产生有关。此外,某些与中性粒细胞积聚有关的炎症和呼吸系统疾病局部或血清中IL-8水平往往升高,如胃炎、炎症性结肠炎、肺纤维化或成人呼吸窘迫综合征、支气管肺泡灌洗液、慢性支气管炎、支气管扩张、败血症休克、急性脑膜炎球菌感染、酒精性肝炎等。IL-8水平升高往往与局部浸润的单核细胞和中性粒细胞数量相平行。
IL-8与 IL-1、TNF-α、G-CSF、GM-CSF或IFN等联合应用有可能治疗中性粒细胞减少症以及HIV所致的免疫缺陷症等。肿瘤局部注射IL-8可趋化中性粒细胞、T细胞和NK细胞,在治疗肿瘤中可能有应用前景。
(三)GRO
GRO(growth related gene,生长相关基因)可分为GROα、GROβ和GROγ三种,此处指基因产物,属于C-X-C亚族。GROα又称为黑素瘤生长刺激活性(melanoma growth-stimulating activity,MGSA),常以GROα/MGSA表示。GROα与GROβ和GROγ分别有90%和86%的同源性。GROα、GROβ和GROγ与ENA-78和NAP-2也有较高的同源性。此外,在DNA和氨基酸水平上人GRO与细胞因子诱导的大鼠中性粒细胞趋化剂(CINC)、小鼠巨噬细胞炎症蛋白-2(murine macrophage inflammatory protein 2,MIP-2)也有较高的同源性。
GPOα前体长107氨基酸,切除N端34氨基酸先导序列后形成73氨基酸的成熟分子。单核细胞、成纤维细胞、黑素瘤细胞、上皮细胞和脐带静脉内皮细胞等经血清、PDGF或IL-1、TNF等炎症介质刺激下均可表达GPOα,在某些肿瘤细胞GPOα的表达是组成性的(con-stitutive)。GPOα趋化人中性粒细胞的能力约为IL-8的10倍,但在激活中性粒细胞并刺激其脱颗粒的作用则弱于IL-8。体内试验表明,GPOα与急性炎症的发生密切相关,使炎症局部有大量中性粒细胞浸润。GPOα对单核细胞则无趋化作用。GPOα对人Hs294T黑素瘤细胞的生长有一定的刺激活性,对滑膜来源的成纤维细胞Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白的表达有下调作用。GPOα与IL-8RB有高亲和力的结合,还可与人红细胞膜Duffy抗原(gpD)结合。
(四)MCP-1/MCAF
单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemotactic protein 1,MCP-1)又称单核细胞趋化和激活因子(monoctye chemotactic and activating factor,MCAF),属于C-C亚族(β亚族)成员。MCP-1/MCAF起初是从人髓样单核细胞系THP-1、神经胶质瘤细胞系以及LPS或PHA刺激的人PBMC培养上清中发现。目前已知,单核细胞、巨噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞、B细胞、平滑肌细胞等在PHA、LPS、Poly I-C、IL-1、IFN-γ、PDGF、EGF或某些病毒刺激下均可被诱导分泌MCP-1。某些肿瘤细胞系则可组成性产MCP-1。
人MCP-1/MCAF基因定位于第17对染色体。人MCP-1前体长99个氨基酸,切除23个氨基酸先导序列后形成76氨基酸的成熟分子,为碱性蛋白。非糖基化的MCP-1分子量8.7kDa,经不同糖基化后MCP-1分子量有13kDa两种。MCP-1分子中11与36Cys和12与52Cys之间所形成两个链内二硫键以及Try28和Arg30,对于MCP-1的生物学活性是必需的。在氨基酸水平上,MCP-1与另外两种单核细胞趋化蛋白MCP-2(HC14)和MCP-3(NC28)分别有62%和72%同源性,与C-X-C亚族中IL-8有24%同源性。
体内和体外实验均证实了MCP-1对单核细胞具有趋化活性,激活单核细胞和巨噬细胞,使其胞浆内Ca2+浓度升高,超氧阴离子的产生和释放,并释放溶菌酶,上调单核细胞和巨噬细胞粘附分子如integrin家族β2组和α4分子的表达和细胞因子IL-1、IL-6的产生,活化的巨噬细胞可抑制肿瘤细胞的生长。MCP是嗜碱性粒细胞的趋化剂和激活剂,尤其是刺激嗜碱性粒细胞脱颗粒和组胺释放的作用较为强烈。MCP-1与MCP-1R发生特异性的结合,此受体主要分布于单核细胞、髓样前体细胞系和嗜碱性粒细胞,属于IL-8R家族。分布于人红细胞表面的Duffy抗原也可结合MCP-1。
风湿性关节炎病人的滑液和血清中MCP-1水平明显升高,滑液组织巨噬细胞组成性地产生MCP-1,提示MCP-1与风湿性关节炎的病理损伤有关。高胆固醇血症时,动脉内侧平滑肌细胞产生高水平MCP-1,单核细胞粘附于血管壁并浸润动脉壁。肾脏炎症时,IL-1诱导肾小球细胞产生MCP-1。高血脂症时,LDL与肾小球细胞结合,刺激其产生MCP-1,趋化单核细胞在局部浸润。